物理人教版（2019）必修第三册10.2电势差课件（共21张ppt）

(共21张PPT)
生活思考：
在高压电线杆上通常可以看到“高压危险”的警示牌，新闻也时常播报一些由于高压造成的伤人事件，人体所能承受的最大安全电压为36V，可户外的高压线电压高达几万甚至几十万伏，奇怪的是，落在高压线上的小鸟却安然无恙，你知道是为什么吗？
新课导入：
mg
A
B
hA
hAB
hB
在地理位置中的A、B两点
问题1：分别选地面和B所在平面为参考平面，A、B两点的高度差是否改变？
问题2：选取不同的参考平面，从A到B重力做功是否改变？
问题3：影响重力做功的大小是A、B两点的高度值，还是A、B两点之间高度的差值呢？
新课导入：
+
A
B
E
F
+
某个电荷在确定的电场中由A点移动到B点，影响静电力做功多少的因素可能是A点或B点的电势值呢？还是A、B两点之间电势的差值呢？
选择不同的位置作为零电势点，电场中某点电势的数值也在改变，但电场中某两点之间电势的差值却保持不变。
新知讲解：
一、电势差 UAB
1.定义：在电场中，两点之间电势的差值叫做电势差。
E
φ = 0
+
F
A
B
电场中两点的电势差
φA
φB
UAB
2.公式：
UAB = φA - φB
UBA = φB - φA
UAB ＝－UBA
3.单位：伏特 符号：V
4.标量，但有正、负。
正、负表示两点间电势的高低。
+
课堂练习：
1.电场中A、B两点间电势差UAB＝75 V，B、C两点间电势差UBC＝－200 V，则A、B、C三点的电势高低关系为( )
A. φA>φB>φC B. φA<φC<φB
C. φC>φA>φB D. φC>φB>φA
C
解析：
根据UAB＝75 V，可得 φA－φB＝75 V，所以φA＝φB＋75 V；根据UBC＝－200 V可得φB－φC＝－200 V，所以φC＝φB＋200 V，比较可知，φC>φA>φB
新知讲解：
+
A
B
E
F
+
二、静电力做功与电势差的关系
电荷 q 从电场中 A 点移到 B 点，电场力所做的功？
+q
WAB = EPA - EPB
= qφA - qφB
= q ( φA - φB )
WAB = qUAB
两点的电势差（ V ）
只能是电场力做的功（ J ）
试探电荷电荷量（ C ）
适用于任何电场
比值定义式
各个量均要带正负计算
电势差是表征电场能的性质的物理量。在数值上A、B两点间的电势差等于单位正电荷由A点移动到B点时电场力做的功。
例题讲解：
新知讲解：
　　 电势φ 电势差UAB
区别 定义 电势能与电荷量的比值 电场力做功与电荷量的比值
决定因素 电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定
相对性 有，与零电势点的选取有关 无，与零电势点的选取无关
联系 都是标量，均具有正负，UAB＝φA－φB 电势和电势差的比较
新知讲解：
二、静电力做功与电势差的关系
电场力做功的四种计算方法：
功的定义法 W＝Fd＝qEd (1)适用于匀强电场
(2) d 表示沿电场线方向的距离
功能关系法 (1) WAB＝EpA－EpB (2) WAB＝－ΔEp (1)既适用于匀强电场也适用于非匀强电场
(2)既适用于只受电场力的情况，也适用于受多种力的情况
电势差法 WAB＝qUAB 动能定理法 W静电力＋W其他力＝ΔEk 新知讲解：
三、等势面
1.定义：
在电场中，电势相等的点组成的面叫做等势面。
问题：等势面与电场线有什么关系呢？
2.等势面的特点：
①同一等势面上各点电势相等，在同一个等势面上移动电荷电场力不做功。
②等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面。
③在电场线密集的地方，等差等势面密集。在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏。
④等势面是虚拟的，是为描述电场的性质而假想的面。
问题： 等势面 能相交、相切吗？
⑤
不
课堂练习：
2.如图所示是一个正电荷的电场，两虚线是以点电荷为圆心的同心圆，A、B两点的电势差为4 V。有一个q＝－1×10－8 C的点电荷，从A点沿不规则曲线移到B点，电场力做功为(　　 )
A．4.0×10－8 J B．－4.0×10－8J
C．2.5×10－9J D．路径不清，不能确定
B
解析：
电场力做功与初、末位置的电势差有关，而与路径无关。
所以 W＝qUAB ＝－1.0×10－8×4 J ＝－4.0×10－8 J
新知讲解：
三、等势面
等势面是以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏。
3.几种常见电场的等势面
①点电荷电场中的等势面：
新知讲解：
三、等势面
两簇对称曲面，连线中垂面是一个等势面，上面的电势为零。
3.几种常见电场的等势面
②等量异种点电荷电场中的等势面：
新知讲解：
三、等势面
两簇对称曲面，连线上中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高。
3.几种常见电场的等势面
③等量同种点电荷电场中的等势面：
新知讲解：
三、等势面
垂直于电场线的一簇平面。
3.几种常见电场的等势面
④形状不规则的带电导体附近的电场线及等势面：
⑤匀强电场中的等势面：
课 堂 小 结
课堂练习：
3.如图两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示，已知A点电势高于B点电势．若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb，则( )
A．a处为正电荷，qa＜qb
B．a处为正电荷，qa＞qb
C．a处为负电荷，qa＜qb
D．a处为负电荷，qa＞qb
解析：
根据A点电势高于B点电势可知，a处为正电荷，qa＞qb，选项B正确。
B
课堂练习：
4.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则( )
A. P、Q两点处的电荷等量同种
B. a点和b点的电场强度相同
C. c点的电势低于d点的电势
D. 负电荷从a到c，电势能减少
解析：
P、Q两点应为等量异号电荷，A错；a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，故B错；因P处为正电荷，故c点的电势高于d点的电势，C错；因P处为正电荷，故Q处为负电荷，负电荷从靠负电荷Q较近的a点移到靠正电荷P较近的c点时，电场力做正功，电势能减少，D对。
D
课堂练习：
4.如图所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为、和，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知( )
A. 粒子从K到L的过程中，电场力做负功
B. 粒子从L到M的过程中，电场力做负功
C. 粒子从K到L的过程中，电势能增加
D. 粒子从L到M的过程中，动能减少
AC